Как сделать регулятор температуры для котла своими руками: достоинства и недостатки


Для поддержания заданной температуры теплоносителя котел отопления оснащают контрольно-управляющим механизмом. Самодельный контроллер выполняет возложенные на него функции не хуже заводского аналога. Регулятор температуры для котла отопления бывает встроенным или выносным.

Принцип работы и конструкция

В агрегате простой конструкции теплоносителем служит вода. Такой котел состоит из нагревающего элемента, трубной разводки, алюминиевых или медных радиаторов. Объем поступающего в отапливаемое помещение тепла регулируют вентилем.

Из-за инертности системы невозможно поддерживать постоянную температуру. Для ее контроля применяют терморегулятор. В дешевых отопительных агрегатах используют термодатчик, отслеживающий температуру теплоносителя.

Возможность автоматической установки заданного количества градусов не предусмотрена. Основу термореле составляет биметаллическая пластина, активирующая работу нагревательного элемента.

В дорогих котлах используют внешний терморегулятор с контрольно-управляющим пультом. Устройство:

  • контролирует температуру теплоносителя;
  • отслеживает уровень нагрева атмосферного воздуха в отапливаемом пространстве с помощью дистанционных датчиков;
  • запускает агрегат в соответствии с показаниями установленного за пределами дома погодного сенсора;
  • управляет работой агрегата с помощью комнатного термочувствительного элемента.

Погодные датчики используют только в самых дорогих моделях из-за высокой стоимости, трудности калибровки и установки. Такие терморегуляторы обеспечивают точный контроль, экономный расход энергетических ресурсов.

Элементы управления терморегулятора для котла

Обогревающее оборудование с подключенным погодным датчиком быстро реагирует на колебания температуры в отапливаемом пространстве. Котел постоянно поддерживает заданные климатические условия.

Установленный за пределами дома сенсор превращается в управляющий модуль. В конструкцию контроллера входят теплочувствительный элемент, интегральная микросхема, аппаратура коммутации.

Температурный мониторинг основан на показаниях выносного термоэлемента. При снижении заданного порога котел автоматически включается. После достижения комфортного микроклимата в отапливаемом помещении система отключается.

Периферийные сенсоры со встроенными терморегулирующими устройствами решают следующие задачи:

  • контроль температурного показателя в трубах горячего водоснабжения;
  • настройка функционального режима котла в зависимости от изменения климатических условий;
  • управление агрегатом по установленному алгоритму;
  • оперирование подключаемым оборудованием – бойлером, солнечным аккумулятором, подогревом напольного покрытия.

Компоновку и функциональные возможности отопительного агрегата определяет предназначение термодатчика. Конструктивно такие контроллеры состоят из измерительного, логического, исполнительного модулей.

Виды регуляторов температуры для котла отопления

Различают электромеханические, простые электронные, цифровые программируемые устройства. Конструкция первых содержит клавишу включения/отключения, поворотный элемент ручной регулировки температуры.

Электронные или цифровые программируемые регуляторы отличает усовершенствованное строение. Такие модули предназначены для автоматического управления суточными циклами температуры.

Регулятор температуры котла

Электронный контроллер регулирует работу всего отопительного котла или отдельных нагревающих блоков. Такие регуляторы бывают проводными или дистанционными. Первые изготавливать проще.

Для проводных датчиков важен тип соединения компонентов, изоляционная защита от внешних факторов или механических повреждений. Качество изготовления определяет характеристики подаваемого контроллером на котел сигнала.

В беспроводном агрегате передается радиоимпульс. Устройство содержит 2 модуля. Один устанавливают в непосредственной близости от отопительной системы, подключая к соединительным клеммам. Второй узел размещают в обогреваемом помещении.

Оба блока соединяет выделенный радиоканал. Управляющий модуль содержит сенсорный дисплей или клавиатуру управления. По способу регулировки различают цифровые и аналоговые регуляторы температуры.

Первые смонтированы на интегральной микросхеме, фиксирующей несколько функциональных режимов. Механический комнатный регулятор температуры газового котла или электрического оборудования управляется поворотом присоединенного к реостату верньера.

Регулятор для котла отопления своими руками

Для изготовления термостата часто используют компаратор – аналоговую сравнивающую микросхему. Элемент имеет 2 выхода, 1 вход. Такой термодатчик – самый простой вариант контроллера, с изготовление которого справится даже начинающий радиолюбитель.

На входной коннектор компаратора подают эталонное напряжение, соответствующее заданной температуре. На выходной контакт поступает импульсный ток с регистрирующих сенсоров, установленных в отапливаемых помещениях или на улице.

Микросхема

Компаратор сравнивает полученные данные. При изменениях установленного соотношения электронная плата формирует сигнал, активирующий транзистор или запускающий реле.

Такой контроллер используют в:

  • котлах отопления;
  • подогреве напольного покрытия;
  • холодильных установках;
  • любых аналого-цифровых преобразователях;
  • сигнализациях;
  • системах контроля доступа.

Изготовить программируемый регулятор температуры сложнее. Требуется приобретение недешевых комплектующих, технические навыки. Ошибки в схеме приведут к неработоспособности или некорректному функционированию контроллера.

Комплектующие для регулятора

В качестве термодатчика используют резистор – компонент с изменяющимся электросопротивлением при колебаниях текущего показателя температуры. Для изготовления регулятора отопительного котла применяют полупроводниковые детали – транзисторы или диоды.

У первых при нагреве повышается сила коллекторного тока, что приводит к отсутствию реакции на входной импульс из-за смещения рабочей точки. Такой контроллер нуждается в сложной калибровке. Точность кустарно изготовленного элемента невысока.

Схема универсального программируемого термостата

При реализации такой схемы лучше использовать недорогой термочувствительный транзистор LM335, выпускаемый компанией National Semiconductor. Компонент калибруют в заводских условиях.

Диапазон рабочих температур транзистора составляет -40…+100 °С. Датчик работает по принципу стабилитрона – маломощного диода. Использование такого электронного компонента не требует подбора эталонного напряжения.

LM335 откалиброван с точностью до 0,01 Ом на каждый градус по шкале Кельвина. При переводе в привычную меру измерений, 0 °С соответствует выходное напряжение 2,72 В.

В такой схеме используют:

  • компаратор LM311 того же изготовителя;
  • потенциометр для автоматического генерирования эталонного напряжения;
  • выходные коннекторы для подсоединения релейного элемента;
  • индикаторные компоненты;
  • блок питания.

За сравнение установленного температурного показателя с полученным отвечает обрабатывающий модуль – смонтированный на интегральной плате набор микросхем, транзисторных деталей. Команду на включение/выключение отопительного котла дает исполнительная часть регулятора.

Электрическое питание

Термочувствительный датчик LM335 подключают последовательным способом через резистор R1. Сопротивление с напряжением формируют так, чтобы сила протекающего тока располагалась в диапазоне 0,45-5 мА.

При превышении значения транзистор перегревается, что приводит к искажению показаний. Электрическое питание подают от заводского блока питания стандартным напряжением 12 В или от трансформаторного элемента собственноручного изготовления.

Подача нагрузки

Исполнительным модулем регулятора температуры для отопительного котла служит автомобильное реле, рассчитанное на напряжение 12 В. Сила протекающего через обмоточную катушку электрического тока достигает 100 мА.

Для приведения питания в цепи термодатчика к оптимальным параметрам реле подключают через транзистор. Подойдет компонент марки КТ814 – кремниевое меза-эпитаксиально-планарное устройство, используемое в:

  • дифференциальных усилителях;
  • импульсных преобразователях;
  • низкочастотных радиоприемниках;
  • обмотках управления.

При использовании для питания регулятора температуры отопительного котла реле с меньшей силой тока включения, понижающий транзистор не требуется. К таким компонентам причисляют электромеханическую деталь марки SRA-12VDC-L, выпускаемую компанией Songle.

Инструменты и расходные материалы

Для изготовления регулятора температуры требуются увеличительное стекло (лупа), плоскогубцы, паяльник. Используют крестообразные и плоские отвертки разного диаметра.

Расходные материалы для изготовления термодатчика котла отопления:

  • моток изоленты;
  • медный провод;
  • пластина фольгированного текстолита для монтажа электротехнических деталей;
  • припой с канифолью;
  • кислота для вытравления токопроводящих дорожек.

Для создания цифрового регулятора температуры потребуются дисплей с внутренним генератором. Используют электронные или аналоговые компоненты согласно выбранной схеме. К таким деталям причисляют терморезистор, стабилитрон, тиристор.

Схема изготовления регулятора для котла отопления

Выбор конструкции температурного контроллера определяют финансовые возможности, уровень технической грамотности и подготовки мастера. Изготовление схематически сложного устройства чревато трудностями со сборкой, настройкой, калибровкой.

Примитивный регулятор отличают погрешности в работе, малый функционал, небольшая эксплуатационная надежность. В простейших схемах используют готовый блок питания, а не трансформаторный компонент. Нужный показатель напряжения обеспечивает диодный мост.

Схема изготовления регулятора для котла отопления

Заданные электрические параметры поддерживает стабилизирующий компонент. Токовые перепады нивелирует конденсатор. Микросхему оснащают резисторным элементом, реагирующим на колебания температуры. Исполняющим модулем управляет автомобильное реле.

Для обогрева технических помещений, создания оптимального микроклимата в небольшой теплице или парнике применяют микросхему на основе операционного усилителя. Компонент сравнивает эталонную температуру с текущей.

За порог срабатывания отвечают резисторы R4 и R5. Для подачи повышенных нагрузок при обогреве жилого пространства контроллер температуры монтируют на микросхеме LM311. Надежность термодатчика обеспечивает гальваническая разводка каналов питания со слабым или сильным токовым напряжением.

Пошаговая инструкция

Новичкам желательно изготавливать регулятор на основе стабилитрона. Такая схема проста для самостоятельной реализации, что позволит избежать ошибок. Стабилитрон – полупроводниковый компонент, оснащенный управляющим выводящим коннектором.

При подаче на входной контакт напряжения компонент пропускает ток в одном направлении. Стабилитрон подает простой сигнал на активацию котла.

Для изготовления такого регулятора температуры используют:

  • полупроводниковый стабилизирующий диод марки TL431;
  • термочувствительный резистор на 22 Ом;
  • элементы сопротивления с рабочими параметрами 100 Ом и 10 кОм;
  • релейную деталь РЭС55А;
  • медные провода;
  • фиксирующие колодки.

Сборку размещают на текстолитовой подложке с вытравленными кислотой токопроводящими дорожками.

Алгоритм изготовления терморегулирующего механизма для отопительного котла:

  1. Величину текстолитовой платы приводят в соответствии с размерами корпуса, в котором предварительно проделаны крепежные отверстия.
  2. На текстолите формируют токопроводящие каналы.
  3. В корпусе закрепляют колодки на входной и выходной сигналы.
  4. Электрические детали размещают на поверхности платы, соединяют способом пайки.
  5. Подключают колодки к соответствующим контактам.
  6. Корпус закрывают.
  7. Коммутируют каналы электропитания, управления, сопротивления.

Завершает монтаж тестовый запуск регулятора для проверки работоспособности. Изменение сопротивления резисторного компонента активирует силовое реле. Нагрев или охлаждение термического сопротивления определяют по звуку замыкающихся коннекторов.

Готовый регулятор располагают вблизи котла или внутри отапливаемого помещения. При удаленной установке сенсоров создают скрытую электрическую разводку. Для ручного запуска контролирующего температуру механизма применяют клеммное устройство с клавишей включения/отключения.

Достоинства и недостатки

Самостоятельное изготовление регулятора для управления отопительным оборудованием отличают дешевизна, соответствие особенностям обогреваемого пространства, личным потребностям владельца.

Создание такого контроллера обходится в разы дешевле покупки готового заводского. Температурный регулятор повышает удобство использования отопительного оборудования, которое функционирует в автоматическом режиме.

Правильная настройка термодатчика экономит энергетические ресурсы. В отдельных случаях расход вырабатываемого отопительным агрегатом тепла уменьшается на 30 % без падения обогревающей эффективности.

Контроллер предупреждает критические изменения в отопительном контуре. Автоматика моментально отключает котел при перегреве теплоносителя или угрозе замерзания циркулирующей жидкости.

Регулятор температуры прост в обслуживании, ремонте, изменении технической конфигурации. Конструкция контроллера хорошо знакома, поэтому при эксплуатации сложностей не возникает.

К недостаткам самодельного регулятора причисляют трудность монтажа, настройки, калибровки. Ошибки в электрической коммутации компонентов спровоцируют повреждение деталей.

Регулятор температуры – механизм, повышающий удобство и эффективность использования котла отопления. Такая модернизация обогревающей системы экономит энергоресурсы, создает уютный микроклимат в жилых, подсобных или технических помещениях.

А вы пробовали изготавливать своими руками регулятор температуры для котла отопления? Поделитесь собственным опытом. Напишите в комментариях. Распространите статью в социальных сетях. Сохраните страницу в закладках, чтобы не потерять важную и интересную информацию.

Также рекомендуем посмотреть подобранные видео по нашей теме.

Трехступенчатый терморегулятор для котла отопления.

Простая автоматизация котла отопления терморегулятором ТЕРМОКОН-УБ.

author

главный редактор

Автор публикации
Все про утепление и отопление дома и квартиры
Отзывы и комментарии
Комментарии
  1. Олег:

    Важно обеспечить бесперебойную работу температурного регулятора в реальных эксплуатационных устройствах. Заводские модели потому и стоят дорого, что там учтены все моменты и реализованы сложные механизмы управления.

  2. Ярослав:

    Мне кажется, что рабочий режим нужно регулировать в зависимости от реальной температуры в помещении, а не по показаниям погодного датчика. Если речь не идет об отоплении многоквартирного дома или нескольких зданий.

Ваш отзыв

Обсуждения
Доброй ночи подскажите пожалуйста как правильно мне демонтировать котел газовый напольный и
улучшить систему отопления в офисе
Паровые установки – это основа многих промышленных процессов. Без них сложно себе представить
Мы в соц. сетях